智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析

呂　微

（黑龍江省送變電工程公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析

呂微

（黑龍江省送變電工程公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

隨著智能化設(shè)備的不斷發(fā)展、進步，越來越多的高科技技術(shù)已經(jīng)被引入到電力系統(tǒng)之中，而構(gòu)建安全、可靠、經(jīng)濟、高效的智能電網(wǎng)也儼然已經(jīng)成為當前電力系統(tǒng)未來發(fā)展的必然趨勢，而智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要支撐，其也進入到了全面建設(shè)階段。尤其是與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)在繼電保護領(lǐng)域更是發(fā)生了深刻的變革，雖然帶來了一系列的優(yōu)勢，但其可靠性也受到了越來越多人們的廣泛關(guān)注。本文筆者即結(jié)合個人多年從事電力繼電保護工作的實踐經(jīng)驗結(jié)合相關(guān)參考文獻，就智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性進行粗略地研究，旨在進一步提高智能變電站的安全、可靠運行，為電力用戶提供更高質(zhì)量的供電服務(wù)做有益的參考。

智能變電站；繼電保護系統(tǒng)；可靠性；措施

近些年來，為了更好地滿足市場經(jīng)濟的發(fā)展需求，滿足社會各界的實際用電需求，越來越多的智能變電站加快了建設(shè)步伐。而繼電保護系統(tǒng)作為智能變電站的第一道防線，其可靠性勢必受到了社會各界的高度關(guān)注，而如何確保智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性儼然已經(jīng)成為電力企業(yè)所面臨的重要課題。以下筆者即結(jié)合個人多年從事繼電保護工作的實踐經(jīng)驗，從智能變電站繼電保護系統(tǒng)的架構(gòu)及其操作方法入手進行粗略的探討，并提出提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的具體措施，以期為進一步保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行做有益的參考。

1.智能變電站繼電保護系統(tǒng)的架構(gòu)

通過分析，我們可以得知，智能變電站的繼電保護系統(tǒng)，其架構(gòu)主要包括兩個部分，即：層次化保護體系、一體化監(jiān)控系統(tǒng)。如若對兩個部分進行詳細地分析，則具體如下：第一，層次化保護體系，又包括：就地級的繼電保護裝置、站域級的保護與控制、廣域級的保護與控制。其中，就地級的繼電保護裝置由就地化的線路保護、集成性的智能終端共同組成。就地化保護能夠與電氣進行直接聯(lián)系，不完全依賴于網(wǎng)絡(luò)，因此其可靠性完全不低于傳統(tǒng)水平，也就充分的保證了繼電保護系統(tǒng)的可靠性；地域級的繼電保護則由站域保護、站域級保護管控共同組成，其中站域級管控又具備著保信子站、配置文件管控、二次狀態(tài)監(jiān)測、智能診斷、可視化分析等功能。保護管控不僅是一個子系統(tǒng)，還包含著多個物理設(shè)備，而繼電保護系統(tǒng)功能則可以在不同的物理設(shè)備中得到靈活的配置，從而提高可靠性。第二，一體化監(jiān)控系統(tǒng)不需要對繼電保護裝置進行直接地訪問，只需要通過管理機就能夠獲得保護數(shù)據(jù)。同時，監(jiān)控MMS網(wǎng)和保護MMS是相互分開的，所以在界面的管理上也更加清晰，即可分開管理也可集中管理。以下我們將智能變電站在實際運轉(zhuǎn)過程中的繼電保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，用圖1進行所示。

2.智能變電站繼電保護系統(tǒng)操作方法

在對智能變電站繼電保護系統(tǒng)能否正常運行的測試中，我們往往應(yīng)該將測試重點放在對智能終端與網(wǎng)絡(luò)交換機等通信設(shè)備的實際運轉(zhuǎn)情況之上，并且借助網(wǎng)絡(luò)平臺對該系統(tǒng)的測試情況進行有效的記錄，從而對室外智能控制柜的實際密封情況做好檢查工作，確保其密封的完好性。在智能變電站繼電保護監(jiān)控系統(tǒng)方面，其所使用的保護性軟壓板必須通過嚴格的檢查，確保其能夠正常運轉(zhuǎn)，也只有如此，智能變電站的電子設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中其壓板投退方式才能夠按照相應(yīng)的規(guī)章流程進行正確的操作。在系統(tǒng)的操作前后必須要對監(jiān)控畫面、軟壓板的實際情況進行仔細的審查與核對，確保繼電保護系統(tǒng)能夠在良好的環(huán)境下予以正確的運作。同時，還應(yīng)該在智能變電站繼電保護系統(tǒng)的操作過程中確保母線刀閘的正確使用，并且在投退的狀態(tài)之下，確保母線刀閘能夠放置在相應(yīng)正確的位置之上，必須確保其處于不含電流的狀態(tài)之下。

圖1　實際繼電保護系統(tǒng)的方案圖

3.提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的具體措施

3.1做好過程中的繼電保護工作

要想提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)該在這個階段實現(xiàn)迅速跳閘系統(tǒng)性功能，并且對智能變電站中的母線、變壓器、輸電線路等電氣設(shè)備實施有效的保護，從而將智能電網(wǎng)在實際運行中可能存在的風險降至最低，給予電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)一定的安全保護。需要注意的是，對于智能變電站的繼電保護系統(tǒng)的主要功能要進行重點把握，且要對電繼電保護系統(tǒng)的保護裝置、保護設(shè)備進行有效地簡化。一般來講，具有較小的波動性主要存在于主保護定值中，當智能變電站在具體運行中發(fā)生變化時，其不會發(fā)生較大的改變，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)智能變電站的安全、穩(wěn)定運行。但是，由于智能變電站中使用了大量的一次設(shè)備，所以在繼電保護中，在開關(guān)的設(shè)計上必須要同硬件進行分離，并在獨立性上給予一定的保護，進而實現(xiàn)對母線、輸電線路的保護。

3.2做好間隔層中的繼電保護工作

在智能變電站的繼電保護中應(yīng)該運用雙重化配置，并對后備保護進行集中配置，后備保護系統(tǒng)將后備設(shè)備的保護和開關(guān)失靈的保護為智能變電站提供出來。同時，還應(yīng)該對相鄰范圍內(nèi)的相連線路、對端母線進行保護，制定出有效的跳閘策略。此外，還應(yīng)該在全站的全部電壓的等級集中配置上予以實現(xiàn)，對技術(shù)予以調(diào)整，適應(yīng)智能電網(wǎng)的運行情況，并在智能電網(wǎng)的運行情況上，設(shè)定出幾套運行方案，對智能電網(wǎng)進行有效的分析，從而對智能電網(wǎng)的繼電保護予以更好的實現(xiàn)。

3.3增加系統(tǒng)的冗余性

要想確保智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠運行，就必須增加系統(tǒng)冗余性，具體可從以下兩個方面入手：第一，以太網(wǎng)交換機中的數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)為實現(xiàn)變電站自動化實時監(jiān)控提供了支持和幫助，通過利用多種模式，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的目標；第二，從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架需求入手。我們都知道網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架需求是由3個基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)共同組成的，其目的就是為了提高變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性。首先，總線結(jié)構(gòu)，總線結(jié)構(gòu)通過交換機實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息傳送任務(wù)，能夠有效減少接線，但是，相比較而言，其冗余度較差，在使用過程中，需要延長時間來增加其敏感度以達到目的；其次，環(huán)形結(jié)構(gòu)，與總線結(jié)構(gòu)類似，其環(huán)路上的任意一點都能夠提供不同程度的冗余，將其與以太網(wǎng)交換機有機結(jié)合，能夠出現(xiàn)管理交換機，也就是生成樹協(xié)議，這種結(jié)構(gòu)能夠為繼電系統(tǒng)運行提供物理中斷的冗余度，并將網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)控制在一定時間范圍內(nèi)，然而，環(huán)形結(jié)構(gòu)在使用過程中存在的弊端主要是收斂時間問題，收斂時間較長，無法快速完成任務(wù)，影響系統(tǒng)重構(gòu)；最后，星型結(jié)構(gòu)，星型結(jié)構(gòu)是一種等待時間較短的結(jié)構(gòu)，比較適用于較高場合，沒有冗余度，但是，如果主交換機在運行過程中，出現(xiàn)故障，會影響信息傳送，相比之下，其可靠性較低，不建議推廣和普及。因此，變電站在選擇繼電保護系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架時，需要結(jié)合自身實際情況，比較優(yōu)勢和缺點，選擇合適的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提高繼電保護系統(tǒng)可靠性。

3.4做好環(huán)形結(jié)構(gòu)在母線保護裝置中的融入

環(huán)形結(jié)構(gòu)是一種可靠性極高的結(jié)構(gòu)，在母線保護裝置中將其融入進去具有十分優(yōu)異的現(xiàn)實意義。尤其是通過分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的母線保護，其可靠性往往較低，但將環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)用到母線保護之中，不僅能夠進一步提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性，其他各項相關(guān)指標也有著極為明顯的提升，同時，在母線保護中環(huán)形結(jié)構(gòu)對電氣元件的損害較低，因此，做好環(huán)形結(jié)構(gòu)在智能變電站繼電保護系統(tǒng)母線保護裝置中的融入則成為實現(xiàn)提高繼電保護系統(tǒng)可靠運行的重要基礎(chǔ)。

結(jié)語

綜上所述，本文筆者從多個方面入手，對智能變電站繼電保護系統(tǒng)進行了粗略的探討，以期讓更多的電力同行對繼電保護系統(tǒng)擁有一個更加深入的了解與認識，并且也希望通過筆者的粗略的闡述，能夠為進一步提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性提出有益的思路與建議，為廣大電力工作者在今后的電力工作中提供有益的參考借鑒，進而不斷地推動我國的智能變電站繼電保護工作向著更加合理、更加完善、更加科學的方向而不斷地前進。

［1］王同文.智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2015（3）：58-59.

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